ছিদ্রযুক্ত সিরামিক ভ্যাকুয়াম চাক, যা ছিদ্রযুক্ত সিরামিক চাক নামেও পরিচিত, প্রধানত একটি মাইক্রোপোরাস সিরামিক স্তর এবং একটি সমর্থন ফ্রেম দ্বারা গঠিত। এগুলি হল ভ্যাকুয়াম ক্ল্যাম্পিং ডিভাইস যা মাইক্রোন-স্তর বা সাবমাইক্রন-স্তরের আন্তঃসংযুক্ত ছিদ্র চ্যানেলের মাধ্যমে অভিন্ন নেতিবাচক চাপ শোষণ অর্জন করে। বিভিন্ন সিরামিক সামগ্রীর মধ্যে, অ্যালুমিনা সিরামিক হল ছিদ্রযুক্ত সিরামিক ভ্যাকুয়াম চাক প্রস্তুত করার জন্য সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত উপকরণগুলির মধ্যে একটি যা এর সুবিধাগুলির কারণে যেমন ভাল রাসায়নিক স্থিতিশীলতা, শক্তিশালী জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা, উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ, উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি, চমৎকার পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা, ভাল মাত্রাগত এবং উচ্চ মাত্রায় স্থিরতা{{}}।
ঐতিহ্যগত খাঁজকাটা বা ছিদ্রযুক্ত চাকের সাথে তুলনা করে, ছিদ্রযুক্ত সিরামিক ভ্যাকুয়াম চাকগুলি সমগ্র শোষণ পৃষ্ঠ জুড়ে আরও অভিন্ন নেতিবাচক চাপ বিতরণ অর্জন করতে পারে, যার ফলে অতিরিক্ত স্থানীয় শোষণের কারণে চাপের ঘনত্ব এবং পৃষ্ঠের বিষণ্নতা এড়ানো যায়। এটি "খাঁজের মধ্যে স্তন্যপান" দ্বারা সৃষ্ট পাতলা শীটগুলির বিকৃতি এবং স্থানীয় ক্ষতিকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। এই বৈশিষ্ট্যটি তাদের পাতলা, ফ্ল্যাট ওয়ার্কপিস যেমন সিলিকন ওয়েফার এবং কাচের শীটগুলির নির্ভুলতা মেশিনিং প্রক্রিয়াগুলিতে একটি স্বতন্ত্র সুবিধা দেয়, যা সমতলতা, অভিন্ন বল বিতরণ এবং প্রক্রিয়াকরণের স্থিতিশীলতার জন্য উচ্চ প্রয়োজনীয়তা সহ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত করে তোলে।
সিরামিক ভ্যাকুয়াম চকগুলি ভ্যাকুয়াম নেতিবাচক চাপের মাধ্যমে ওয়ার্কপিস শোষণ এবং ক্ল্যাম্পিং অর্জন করে; অতএব, উপাদানের বায়ু ব্যাপ্তিযোগ্যতা চাকের কার্যক্ষমতার উপর একটি সিদ্ধান্তমূলক প্রভাব ফেলে, এবং একটি থ্রু- ছিদ্র কাঠামো স্থিতিশীল বায়ু ব্যাপ্তিযোগ্যতা অর্জনের ভিত্তি। একই সময়ে, ব্যবহারিক প্রয়োগে ভ্যাকুয়াম চকগুলির জন্য শুধুমাত্র ভাল বায়ু ব্যাপ্তিযোগ্যতা নয় বরং উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি, চমৎকার পরিধান প্রতিরোধের, ভাল মাত্রিক স্থিতিশীলতা এবং উচ্চ পৃষ্ঠের মেশিনিং নির্ভুলতা প্রয়োজন। তদ্ব্যতীত, কিছু প্রয়োগের পরিস্থিতিতে, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক সঞ্চয়কে কার্যকরভাবে বাধা দিতে এবং ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের গুণমান, যন্ত্রের নির্ভুলতা এবং ডিভাইসের কার্যকারিতার উপর ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্রাবের বিরূপ প্রভাব কমাতে উপাদানটির উপযুক্ত ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক অপসারণ ক্ষমতাও থাকা উচিত।
এক্সট্রুশন মোল্ডিং, ফ্রিজ ড্রাইং, অর্গানিক ফোম ইমপ্রেগনেশন, পার্টিকেল প্যাকিং, পোর-ফর্মিং এজেন্ট সংযোজন, জেল ঢালাই, 3D প্রিন্টিং এবং আরও অনেক কিছু সহ-পোর শ্বাসযোগ্য সিরামিকের মাধ্যমে প্রস্তুত করার বিভিন্ন পদ্ধতি রয়েছে৷ কোনটি ভ্যাকুয়াম চকগুলিতে প্রয়োগের জন্য আরও উপযুক্ত?
01 ছিদ্র-গঠন এজেন্ট পদ্ধতি
অ্যালুমিনা পাউডার জৈব বা অজৈব ছিদ্রের সাথে মিশ্রিত হয় সিন্টারিংয়ের সময়, ছিদ্র তৈরিকারী উপাদানগুলি ছিদ্রগুলিকে পিছনে ফেলে-পচে যায় বা পুড়ে যায়। সাধারণত ব্যবহৃত ছিদ্র গঠনকারী উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে স্টার্চ, সেলুলোজ, পেট্রোলিয়াম কোক, সুক্রোজ, পিএস মাইক্রোস্ফিয়ার, জৈব তন্তু, পিএমএমএ মাইক্রোস্ফিয়ার, কার্বন পাউডার, প্যারাফিন মোম ইত্যাদি।
02 জেল কাস্টিং পদ্ধতি
জেল ঢালাই পদ্ধতি হল ছিদ্রযুক্ত সিরামিক তৈরির জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ কৌশল, যা 1990-এর দশকে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ওক রিজ ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি দ্বারা প্রস্তাবিত হয়েছিল। এই পদ্ধতিতে সিরামিক স্লারিতে জৈব মনোমার, ক্রস-লিঙ্কার, ক্যাটালিস্ট এবং ইনিশিয়েটর যোগ করা জড়িত। ইন-সিটু পলিমারাইজেশনের মাধ্যমে, একটি ত্রি-মাত্রিক পলিমার নেটওয়ার্ক তৈরি হয়, যা স্লারির মধ্যে সিরামিক কণাগুলিকে স্থির করে, একটি কাছাকাছি-নেট আকৃতির সিরামিক সবুজ বডি তৈরি করে। ব্যবহৃত দ্রাবকের প্রকারের উপর ভিত্তি করে, জেল ঢালাই পদ্ধতিটিকে দুটি ভাগে ভাগ করা যায়: জলীয় জেল ঢালাই এবং নন-জলযুক্ত জেল ঢালাই।
03 3D প্রিন্টিং পদ্ধতি
ছিদ্রযুক্ত সিরামিক তৈরির জন্য 3D প্রিন্টিংয়ের তাৎপর্য মূলত "প্যাসিভ পোর ফর্মেশন" থেকে "সক্রিয়ভাবে ডিজাইন করা ছিদ্র কাঠামো"তে স্থানান্তরের মধ্যে নিহিত। 3D প্রিন্টিং ডিজিটাল মডেলিং এবং স্তর-দ্বারা-স্তর সংযোজন উত্পাদনের মাধ্যমে ছিদ্রগুলির আকারবিদ্যা, আকার, বিতরণ এবং সংযোগের উপর সরাসরি নিয়ন্ত্রণের অনুমতি দেয়, যার ফলে ছিদ্রযুক্ত সিরামিকের ম্যাক্রোস্কোপিক কাঠামো এবং মাইক্রোস্কোপিক ছিদ্র আর্কিটেকচার উভয়েরই সিনারজিস্টিক ডিজাইনকে সক্ষম করে৷
গবেষকরা ছিদ্রযুক্ত অ্যালুমিনা সিরামিক চক প্রস্তুত করতে একটি কো-সিন্টারিং ইন্টিগ্রেশন প্রক্রিয়ার সাথে মিলিত FDM (ফিউজড ডিপোজিশন মডেলিং) 3D প্রিন্টিং ব্যবহার করেছেন৷ এই পদ্ধতিতে, অ্যালুমিনা পাউডার, সিন্টারিং এইডস এবং কার্বন ফাইবার সমন্বিত একটি যৌগিক ফিডস্টককে একমুখী পদ্ধতিতে স্তর-দ্বারা-স্তর মুদ্রিত করা হয়, যার ফলে কার্বন ফাইবারগুলি মুদ্রণের পথ বরাবর সারিবদ্ধ হয়। পরবর্তীকালে, উপাদানটি মুদ্রণের পথের লম্বভাবে টুকরো টুকরো করে কাটা হয়। ডিবাইন্ডিং এবং সিন্টারিংয়ের পরে, ছিদ্রগুলির মধ্য দিয়ে -বিস্তৃত অভিমুখী, প্রসারিত একটি কাঠামো তৈরি হয়। অধিকন্তু, ছিদ্রযুক্ত সিরামিক স্তরটি শুষ্ক চাপ, আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং এবং কো{10}}সিন্টারিংয়ের মাধ্যমে একটি উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনা সাবস্ট্রেটের সাথে অবিচ্ছেদ্যভাবে আবদ্ধ হয়৷ ফলাফলগুলি ইঙ্গিত দেয় যে এই পদ্ধতিতে তৈরি চাকগুলি প্রায় 38% থেকে 40% এর ছিদ্রযুক্ত অবস্থার মধ্যেও উচ্চ গ্যাস প্রবাহ এবং উচ্চ আন্তঃমুখী বন্ধন শক্তি বজায় রাখে।
04 হিমায়িত শুকানোর পদ্ধতি
হিমায়িত শুকানোর পদ্ধতি হল ছিদ্রযুক্ত সিরামিক প্রস্তুত করার একটি কৌশল যা ছিদ্র কাঠামো তৈরি করতে একটি দ্রাবক হিমায়িত এবং পরমানন্দ প্রক্রিয়া ব্যবহার করে। এর সারমর্ম হল হিমায়িত দ্রাবক স্ফটিকগুলিকে অস্থায়ী টেমপ্লেট হিসাবে ব্যবহার করা, কণা বিকর্ষণ এবং পরবর্তী পরমানন্দ অপসারণের মাধ্যমে ছিদ্রযুক্ত কাঠামো তৈরি করা।
ছিদ্র ছিদ্র শোষণ স্তরের মাধ্যমে একটি দিকনির্দেশক প্রস্তুত করার জন্য ফ্রিজ-কাস্টিং এবং পরমানন্দ শুকানোর প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে একটি ভ্যাকুয়াম চক সমাধান তৈরি করা হয়েছে। এই পদ্ধতিটি শোষণ পৃষ্ঠের সাথে লম্ব সারিবদ্ধ ছিদ্র চ্যানেলগুলিকে প্ররোচিত করতে একমুখী হিমায়ন ব্যবহার করে। তারপরে এই চ্যানেলগুলিকে একত্রিত করা হয় এবং খাঁজযুক্ত একটি বেস প্লেটের সাথে সিল করা হয়, যার ফলে একটি ছিদ্রযুক্ত ভ্যাকুয়াম চক তৈরি হয় যা ছোট ছিদ্রের আকার, কম প্রবাহ হ্রাস, অভিন্ন শোষণ এবং অপারেটিং অবস্থার জন্য উপযুক্ততা যেখানে শোষণ এলাকা সম্পূর্ণরূপে আচ্ছাদিত নয়।